Page 28 - 《应用声学》2020年第5期

第 39 卷 第 5 期 Vol. 39, No. 5
2020 年 9 月 Journal of Applied Acoustics September, 2020

⋄ 研究报告 ⋄

斜坡海底波导中随机声源的信道盲解卷积 ∗

张雪冬 1,2† 牛海强 1 吴立新 1,2

(1 中国科学院声学研究所 声场声信息国家重点实验室 北京 100190)
(2 中国科学院大学 北京 100049)

摘要：该文研究了在斜坡海底环境中，通过基于射线的盲解卷积 (RBD) 方法，利用随机声源发出的信号来估
计信道响应 (CIR) 的有效性，并讨论了不同信噪比和海底坡度情况下，RBD 估计到的 CIR 与 CIR 理论值的
相关性，对 2016 年美国圣巴巴拉海峡实验进行了仿真验证。RBD 方法通过宽带波束形成估计随机声源的相
位，以得到声源和接收阵之间的 CIR。仿真结果表明，斜坡海底情况下 RBD 方法仍能较为准确地估计信道的
CIR，噪声和海底坡度的变化均会对 RBD 估计到的 CIR 的精确度产生一定的影响。在具有一定粗糙度的斜坡
海底波导或存在海底山丘的波导中，RBD 仍然可以对 CIR 进行有效估计。
关键词：盲解卷积；射线方法；斜坡海底
中图法分类号: TB533 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2020)05-0670-11
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2020.05.004

Blind deconvolution of sources of opportunity in a slope waveguide

ZHANG Xuedong 1,2 NIU Haiqiang 1 WU Lixin 1,2

(1 State Key Laboratory of Acoustics, Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
(2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Abstract: To investigate the performance of ray-based blind deconvolution (RBD) of sources of opportunity in
a slope waveguide, the correlation coefficients between RBD estimated channel impulse response (CIR) and the
original CIR for different signal-to-noise ratios and slope angles is discussed using the numerical simulations
of 2016 Santa Barbara Channel experiment. The RBD algorithm relies on estimating the unknown phase
of the sources of opportunity through wideband beamforming along a well-resolved ray path to approximate
the environment’s CIR between the source and vertical line array elements. The simulation results for RBD
estimated CIR in a slope waveguide show good agreement with the original CIR, and the environment noise and
the slope angle influence the RBD estimated CIR. The RBD also has a good performance in a rough bottom
or a hill waveguide.
Keywords: Blind deconvolution; Ray-based method; Slope waveguide

2019-09-17 收稿; 2020-02-13 定稿
国家自然科学基金项目 (11874061), 中国科学院青年创新促进会资助项目, 中国科学院声学研究所率先计划项目
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作者简介: 张雪冬 (1992– ), 女, 山东人, 博士研究生, 研究方向: 水声物理。
通信作者 E-mail: zxd@mail.ioa.ac.cn
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